KR20070095725A - Apparatus for removing non-linear distortion in optic transmitter and removing method thereof - Google Patents

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KR20070095725A
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Abstract

An apparatus and a method for removing non-linear distortion in an optical transmitter are provided to minimize non-linear characteristics of electric elements by employing the smallest number of electric elements. A main signal is inputted and split(S101), wherein the main signal is inputted to at least one of a semiconductor optical amplifier, a laser diode, and a phase shifter. The amplitude and phase of the split main signals are adjusted(S102). An XGM(Cross Gain Modulation) phenomenon is induced in a semiconductor optical amplifier(S103). An output signal of the semiconductor optical amplifier is transmitted(S104).

Description

광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법{Apparatus For Removing Non-linear Distortion In Optic Transmitter And Removing Method Thereof}Apparatus For Removing Non-linear Distortion In Optic Transmitter And Removing Method Thereof}

도 1은 무선광통신 시스템의 대략적인 개요도.1 is a schematic schematic diagram of a wireless optical communication system.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치의 각 구성을 나타낸 블럭도.Fig. 2 is a block diagram showing each structure of a nonlinear distortion elimination apparatus for an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신용 비선형 왜곡 제거장치의 구성도.3 is a block diagram of a non-linear distortion elimination apparatus for optical transmission according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 DFB LD만을 이용하여 무선광링크로 신호를 전송했을 때의 RF주파수 스펙트럼을 나타낸 예시도.4 is an exemplary diagram illustrating an RF frequency spectrum when a signal is transmitted through a wireless optical link using only DFB LD.

도 5는 DFB LD를 통해 RSOA내에 주입된 신호의 RF주파수 스펙트럼을 도시한 예시도.5 is an exemplary diagram illustrating the RF frequency spectrum of a signal injected into the RSOA through the DFB LD.

도 6은 ROSA 출력신호의 RF주파수 스펙트럼을 도시한 예시도.6 is an exemplary diagram illustrating an RF frequency spectrum of an ROSA output signal.

도 7은 RSOA 내에서의 신호와 그에 따른 출력신호를 나타낸 예시도.7 is an exemplary diagram showing a signal in the RSOA and an output signal according thereto.

도 8은 RSOA 내에서의 위상변화에 의한 IMD3 감소 원리를 도시한 예시도.8 is an exemplary diagram illustrating a principle of reducing IMD3 due to phase change in RSOA.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광송신용 비선형 왜곡 제거장치의 각 구성을 나타낸 블럭도.9 is a block diagram showing each structure of a non-linear distortion elimination apparatus for optical transmission according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광송신용 비선형 왜곡 제거장치의 구성도. 10 is a block diagram of a non-linear distortion elimination apparatus for optical transmission according to a second embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신용 비선형 왜곡 제거방법을 나타낸 순서도.11 is a flowchart illustrating a method for removing nonlinear distortion for optical transmission according to a first embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>           <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 중앙국 20 : 기지국10: central station 20: base station

30 : 단말 50 : 광링크30: terminal 50: optical link

100 : 위상변환기 200 : DFB LD 300 : RSOA 400 : 커플러 500 : 광검출기 700 : 신호분배기100: phase shifter 200: DFB LD 300: RSOA 400: coupler 500: photodetector 700: signal splitter

본 발명은 광송신기의 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법에 관한 것으로, 특히 레이져다이오드에 의한 비선형 왜곡 성분을 제어할 수 있는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a nonlinear distortion elimination device and a method of eliminating an optical transmitter, and more particularly, to a nonlinear distortion elimination device and a method for eliminating an optical distortion caused by a laser diode.

최근의 무선 액세스 네트워크(Wireless access network) 시스템은 음성 신호뿐만 아니라 다양한 서비스의 데이터를 전송한다. 최근 들어 다양한 대용량의 서비스를 수용하기 위해 RoF(Radio-over-fiber) 기술이 각광받고 있다. RoF시스템은 보내고자 하는 다수의 RF 신호를 동시에 광 변조하여 무선 시스템에 전송하는 시스템이다. 도 1에 도시된 바와 같이, RoF시스템은 믹서(Mixer:미도시)를 이용하여 보내고자 하는 여러 개의 데이터를 다수의 RF 신호에 실은 후 이를 다시 레이저 다이오드 (LD: Laser diode)에 인가하여 전기신호를 광신호로 변조시킨다. 이 신호는 광케이블(50)을 통하여 전송되며 무선시스템의 기지국(Base station:20) 광수신기(PD: Photo-diode)에 인가되어 광신호를 무선신호로 전송될 전기신호로 변환된다. Modern wireless access network systems transmit not only voice signals but also data of various services. Recently, Radio-over-fiber (RoF) technology has been in the spotlight to accommodate various large-capacity services. RoF system is a system for optically modulating a plurality of RF signals to be transmitted to the wireless system at the same time. As shown in FIG. 1, the RoF system loads a plurality of data to be sent using a mixer (Mixer) (not shown) in a plurality of RF signals, and then applies them to a laser diode (LD) to supply an electrical signal. Modulates an optical signal. The signal is transmitted through the optical cable 50 and applied to a base station (20) optical receiver (PD) of a wireless system to convert an optical signal into an electrical signal to be transmitted as a wireless signal.

무선시스템에서 모든 셀을 제어하기 위해서는 많은 수의 기지국(20)이 필요하다. 이런 SCM(Subcarrier-Multiplexing) 광 전송에 있어서, 모든 RF 제어를 기지국(20)에서 수행하는 것보다 중앙국(central station:10)에서 제어하는 것이 경제적 또는 시스템 운용 측면에서 효율적이다.In order to control all the cells in a wireless system, a large number of base stations 20 are required. In such subcarrier-multiplexing (SCM) optical transmission, it is more efficient in terms of economic or system operation to control at the central station (10) than to perform all the RF control at the base station 20.

일반적으로, 광통신은 신호, 메시지 또는 다른 형태의 정보를 전기적으로 전달하는 전자파와는 달리 레이저광 등의 광영역 전자파를 이용하여 정보를 전송한다. 음성 및 영상정보가 전기적인 신호로 전환되어 송신기에 전달되면 송신기에서는 이 신호를 발광다이오드 또는 레이져다이오드를 통해 빛의 형태로 전환하여 광섬유 또는 포토다이오드 같은 수광장치로 전송된다. 광섬유로 전달된 빛은 1초에 수억 내지 수십억 회나 점멸하면서 빛의 속도로 이동하며, 빛의 세기가 약해지는 것을 방지하기 위해 광신호를 증폭시키는 중계기를 130~140km마다 설치하여 광신호를 일정하게 유지시킨다. 이와 같이 전달된 광 신호는 다시 수신기를 통해 빛의 형태에서 전기적인 신호로 전환되어 원래의 음성 또는 영상정보로 복원된다. 이러한 광통신은 선명한 음성과 영상을 고속 및 다량으로 전달할 수 있다는 장점이있고, 구리회선 또는 전파를 이용하는 통신은 속도 및 질적인 면에서 광통신에 비해 현저히 낮은 수준이다.In general, optical communication transmits information using an optical field electromagnetic wave such as a laser beam, unlike an electromagnetic wave that electrically transmits a signal, a message, or another type of information. When the audio and video information is converted into an electrical signal and transmitted to the transmitter, the transmitter converts the signal into a light through a light emitting diode or a laser diode and transmits the light to a light receiving device such as an optical fiber or a photodiode. The light transmitted to the optical fiber moves at the speed of light while blinking hundreds of millions to billions of times per second, and the optical signal is kept constant by installing a repeater every 130 ~ 140km to amplify the optical signal to prevent the light intensity from being weakened. Keep it. The optical signal thus transmitted is converted back into an electrical signal in the form of light through the receiver and restored to the original audio or video information. Such optical communication has the advantage of delivering high-speed and large amounts of clear voice and video, and communication using copper lines or radio waves is significantly lower than optical communication in terms of speed and quality.

일반적인 광송신 시스템은 전기신호를 광신호로 전환하기 위해 발광다이오드(LED:Light Emitting Diode) 또는 레이져다이오드 같은 발광소자를 사용한다. 즉 전기신호를 발광소자에 인가하여 광신호로 변조하여 수광소자에 전송하고 수광소자는 이를 광전변환 한다. 그러나 전기신호를 광신호로 변환시, 비선형특성이 가장 큰 레이져다이오드와 발광다이오드로 인해 왜곡신호인 고차의 상호변조왜곡(Intermodulation Distortion:이하IMD)신호와 하모닉왜곡신호(Harmonic distortion)가 발생하여 메인신호와 함께 수광소자에 전송되고, 수광소자의 신호처리과정에서 왜곡신호와 메인신호가 함께 생성되게 된다. 특히 3차 IMD성분은 기본주파수와 근접해 있으므로 수신단에서 필터로 제거하기 힘들며, 주파수 차원의 효율적 사용측면에서 큰 문제점으로 대두되고 있다. 현재 사용되고 있는 모든 아날로그 직접 변조방식은 이러한 비선형 왜곡에 의한 발광소자의 특성에 따라 시스템전체의 IM(Intermodulation)이 결정된다. 현재 상용화되어 사용되고 있는 무선 통신 광중계기 역시 이러한 제한을 받고 있으며, 이동전화 가입자 및 이동전화 서비스업체의 증가로 인해 서비스해야 할 밴드(Band)와 총 입력 전력이 증가함으로써 현재의 광송신기의 특성으로는 이 같은 요구를 만족할 수 없다. A general optical transmission system uses a light emitting device such as a light emitting diode (LED) or a laser diode to convert an electrical signal into an optical signal. That is, the electric signal is applied to the light emitting device, and modulated into an optical signal and transmitted to the light receiving device, which receives the photoelectric conversion. However, when converting an electric signal into an optical signal, a high-order intermodulation distortion (IMD) signal and a harmonic distortion signal are generated due to the laser diode and the light emitting diode having the largest non-linear characteristics. And a distortion signal and a main signal are generated together in the signal processing process of the light receiving element. In particular, since the 3rd order IMD component is close to the fundamental frequency, it is difficult to remove it with a filter at the receiving end, and it is a big problem in terms of efficient use of the frequency dimension. In all current analog direct modulation schemes, the IM (Intermodulation) of the entire system is determined by the characteristics of the light emitting device due to such nonlinear distortion. Wireless optical repeaters that are currently commercially available are also subject to this limitation. Due to the increase in mobile subscribers and mobile service providers, the bands and total input power to be serviced have increased. This demand cannot be satisfied.

이를 해결하기 위해 종래의 비선형왜곡신호 처리장치는 메인신호에 포함된 왜곡신호와 크기는 같고 위상이 반대인 신호를 생성하여 왜곡신호와 커플링하여 서 로 상쇄시키는 방법으로 왜곡신호를 제거하는 프리디스토션방식, 피드포워드방식, 또는 이들의 혼합방식을 사용하고 있다. 이들 기술들은 1920년도부터 제안되어온 기술로써 주로 RF 증폭기나 Mixer의 비선형성을 제어하기 위한 고전적인 방법이다. In order to solve this problem, the conventional nonlinear distortion signal processing apparatus removes the distortion signal by generating a signal having the same magnitude and opposite phase as the distortion signal included in the main signal and coupling the distortion signal to cancel each other. The method, feed forward method, or a mixture thereof is used. These techniques have been proposed since 1920 and are a classic way to control the nonlinearity of RF amplifiers or mixers.

한편, 전기신호를 광신호로 변환하여 수십 또는 수백 Km를 전송한 뒤 다시 광신호를 전기신호로 변환해야 하는 광통신장치에는 폐쇄루프를 형성하는 피드포워드방식을 적용하기 어려우며, 프리디스토션방식은 메인신호에서 발생할 왜곡을 예측 및 실측하여 고주파를 발생시키지만 2차IMD 이상의 고주파는 제어할 방법이 없다는 문제가 있으며, 프리디스토션방식과 피드포워드방식의 혼합방식은 많은 전기소자와 광소자를 사용함으로써 시스템이 복잡하고 제어가 어렵다. On the other hand, it is difficult to apply a feedforward method that forms a closed loop to an optical communication device that converts an electric signal into an optical signal and transmits tens or hundreds of Km, and then converts the optical signal into an electric signal, and the predistortion method uses a main signal. Prediction and measurement of distortion to generate high frequency, but generates a high frequency, but there is a problem that there is no way to control the high frequency above the secondary IMD, and the mixing system of the predistortion method and the feedforward method is complicated by using many electric and optical elements Difficult to control

또한, 상기의 방법들은 선형화를 위해 많은 전기소자를 사용함으로 인해 선형화에 따른 주파수 범위가 한정됨으로써 광대역 무선신호 전송에 어려움이 있다.In addition, the above methods have difficulty in transmitting a wideband wireless signal due to the limited frequency range due to linearization due to the use of many electric elements for linearization.

게다가, 공통적으로 상기 세 방식은 전기적인 시스템으로 광송신기의 왜곡신호를 제어하는데, 이는 왜곡신호의 제어를 위해 또 다른 왜곡신호가 발생 될 수 있는 문제점이 있으며 오작동과 같은 제품의 불량을 초래한다.In addition, the three methods commonly control the distortion signal of the optical transmitter by an electrical system, which causes another distortion signal to be generated for the control of the distortion signal, resulting in a product defect such as a malfunction.

마지막으로, 기존 시스템은 레이져 다이오드의 비선형성에 의해 발생되는 여러가지 하모닉성분과 IMD성분들 중 인접채널에 간섭이 가장 심한 특정신호만을 제어할 수 있었다. 따라서 여러 개의 비선형 왜곡신호를 처리하기 위해 별도의 복잡한 시스템을 추가해야 하는 문제점이 있었다.Finally, the existing system was able to control only the specific signal with the most interference on the adjacent channel among the various harmonic and IMD components caused by the nonlinearity of the laser diode. Therefore, there is a problem in that a separate complex system needs to be added to process a plurality of nonlinear distortion signals.

본 발명의 목적은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로써, 무선광송신기에서발생하는 비선형 왜곡을 제거할 수 있는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, to provide a non-linear distortion removing device and a method for removing the non-linear distortion generated in the wireless optical transmitter.

본 발명의 다른 목적은, ROSA의 상호이득변조 현상을 이용하여 다수의 무선 RF신호를 동시 변조하여 전송할 때 발생하는 레이져다이오드의 비선형성분에 의한 3차 IMD신호 및 다른 비선형 왜곡신호를 제거함으로써, 비선형성에 의한 RoF시스템의 성능 감소영향을 최소화할 수 있는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to remove nonlinear distortion by removing a third order IMD signal and other nonlinear distortion signals caused by nonlinear components of a laser diode generated by simultaneously modulating and transmitting a plurality of wireless RF signals using mutual gain modulation of ROSA. The present invention provides a non-linear distortion elimination device and a method for eliminating an optical transmitter which can minimize the effect of reducing the performance of the RoF system.

본 발명의 다른 목적은, 비선형 왜곡 제거장치를 위한 최소한의 전기소자를 사용함으로써 전기소자들이 갖는 비선형특성을 최대한 줄일 수 있으며, 기존의 전기적인 시스템에서, 왜곡신호제어를 위해 메인신호를 커플링, 정합, 이득조정 및 위상전환하는 과정에서 발생할 수 있는 또 다른 왜곡신호를 제거하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to reduce the non-linear characteristics of the electrical elements as much as possible by using the minimum electrical element for the nonlinear distortion elimination device, in the existing electrical system, coupling the main signal for the distortion signal control, Disclosed are a nonlinear distortion elimination device and an elimination method for an optical transmitter for eliminating another distortion signal that may occur during matching, gain adjustment, and phase shift.

마지막으로 본 발명의 다른 목적은, 무선광송신기에서 발생하는 비선형 왜곡을 제어하는 방법에 있어서 전기적인 방법에서 벗어나 광학적인 방법으로 구현함으로써 비교적 단순한 구조의 시스템을 갖는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법을 제공하는 데 있다.Finally, another object of the present invention, by removing the electrical method in the method of controlling the non-linear distortion generated in the wireless optical transmitter by an optical method, a non-linear distortion removal device for optical transmitters having a relatively simple structure and removal To provide a way.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신용 왜 곡 제거장치는, 제 1 신호의 진폭을 조정하여 제 2 신호를 생성하기 위한 레이져다이오드; 제 1 신호의 위상을 변환시켜 제 3 신호를 생성하기 위한 위상변환기; 제 3 신호를 입력받아 제 4 신호를 생성하며, 제 2 신호를 입력받아 제 4 신호와 상호이득변조시켜 제 5 신호를 생성하는 반도체 광증폭기;를 구비한다. In order to achieve the above object, the optical transmission distortion elimination apparatus according to the first embodiment of the present invention, the laser diode for generating a second signal by adjusting the amplitude of the first signal; A phase shifter for transforming the phase of the first signal to generate a third signal; And a semiconductor optical amplifier configured to receive a third signal and generate a fourth signal, and receive a second signal and mutually gain-modulate the fourth signal to generate a fifth signal.

또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광송신용 왜곡 제거장치는, 제 1 신호의 위상을 변환하여 제 2 신호를 생성하기 위한 위상변환기; 제 2 신호의 진폭을 조정하여 제 3 신호를 생성하기 위한 레이져다이오드; 제 1 신호를 입력받아 제 4 신호를 생성하며, 제 3 신호를 입력받아 제 4 신호와 상호이득변조시켜 제 5 신호를 생성하는 반도체 광증폭기;를 구비한다.In addition, the optical transmission distortion elimination apparatus according to the second embodiment of the present invention, the phase shifter for converting the phase of the first signal to generate a second signal; A laser diode for adjusting the amplitude of the second signal to produce a third signal; And a semiconductor optical amplifier configured to receive a first signal and generate a fourth signal, and receive a third signal and mutually gain-modulate the fourth signal to generate a fifth signal.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 광송신용 왜곡 제거방법은, 메인신호가 입력되어 분기되는 제 1단계; 분기 된 메인신호간의 크기와 위상이 조정되는 제 2 단계; 반도체 광증폭기내에서 상호이득변조현상이 유도되는 제 3 단계; 반도체 광증폭기의 출력신호를 송신하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical transmission distortion removal method according to an embodiment of the present invention, the first step of the main signal is input and branched; A second step of adjusting magnitude and phase between the branched main signals; A third step of inducing mutual gain modulation in a semiconductor optical amplifier; And a fourth step of transmitting an output signal of the semiconductor optical amplifier.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 비선형 왜곡신호 제거장치는, 무선광송신기의 레이져다이오드에서 발생하는 출력빛을 반도체 광증폭기(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)에 주입시켜 상호이득변조현상(XGM:Cross gain Modulation)으로 비선형 왜곡신호를 제거하는 메커니즘을 제공한다. 상호이득변조현상이란 반도체 광증폭기와 같은 광 이득 매질에 두 개의 광 신호가 입사되어 증폭되는 경우, 한쪽 광의 세기 변화가 다른 광의 이득에 영향을 주는 현상을 말하는 것으로써, 예를 들어, 파장이 서로 다르고 어느 정도 강한 세기를 갖는 두 광신호가 증폭되는 경우, 증폭기의 이득포화현상으로 인하여 한 신호가 사라지면 다른 신호는 두 신호가 동시에 들어올 때보다 더 크게 증폭된다. 이를 이용하여 크기와 위상이 같은 두 왜곡신호를 반도체 광증폭기에 주입시켜 제거할 수 있다.On the other hand, the non-linear distortion signal removing apparatus according to an embodiment of the present invention, by injecting the output light generated from the laser diode of the wireless optical transmitter into a semiconductor optical amplifier (SOA: Cross-optic amplifier) (XGM: cross gain Modulation) provides a mechanism to remove nonlinear distortion signals. Mutual gain modulation refers to a phenomenon in which when the two optical signals are incident and amplified in an optical gain medium such as a semiconductor optical amplifier, a change in intensity of one light affects the gain of another light. When two optical signals having different and somewhat strong intensities are amplified, when one signal disappears due to gain saturation of the amplifier, the other signal is amplified more than when two signals are simultaneously input. By using this, two distortion signals having the same magnitude and phase can be injected into a semiconductor optical amplifier and removed.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신기용 비선형왜곡신호 제거장치의 각 구성을 나타낸 블럭도이다.Fig. 2 is a block diagram showing each structure of a nonlinear distortion signal removing apparatus for an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡신호 제거장치는 위상변환기(100a), DFB LD(Distibute Feedback Laser Diode:200a), 반사형 반도체 광증폭기(Reflective semiconductor optical amplifier:300a, 이하 RSOA)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the apparatus for canceling a nonlinear distortion signal for an optical transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention includes a phase converter 100a, a DFB LD (Distibute Feedback Laser Diode) 200a, and a reflective semiconductor optical amplifier: 300a, or less RSOA).

위상변환기(100a)는 인가된 RF신호(S1)의 위상을 변환하여 RSOA(300a)에 공급한다. 위상변환기(100a)는 입력된 RF신호(S1)를 위상변환하여 RSOA(300a)에 공급함으로써 발생된 광신호의 비선형 왜곡신호 위상을 DFB LD(200a)에서 RSOA(300a)에 공급되는 광신호의 비선형 왜곡신호 위상과 같게 함과 아울러 회로의 위상이 틀어졌을 때 이를 보정해주고 회로의 특정위상으로 동기시켜주는 역할을 한다.The phase converter 100a converts the phase of the applied RF signal S1 and supplies it to the RSOA 300a. The phase shifter 100a phase shifts the input RF signal S1 and supplies the RSOA 300a with the nonlinear distortion signal phase of the optical signal generated from the DFB LD 200a to the RSOA 300a. It is the same as the nonlinear distortion signal phase, and it corrects when the circuit phase is out of order and synchronizes it with the specific phase of the circuit.

DFB LD(200a)는 RF신호(S1)를 광신호로 변환하여 RSOA(300a)로 전달한다. 이때, DFB LD(200a)의 비선형특성으로 인해 DFB LD(200a)의 출력신호에는 메인신호와는 별도의 하모닉 또는 IMD3같은 비선형 왜곡신호가 발생한다. DFB LD(200a)의 출력신호 중 비선형 왜곡신호의 크기를, 위상변환기(100a)의 출력신호에 따라 RSOA(300a)내에 생성되는 광신호의 비선형 왜곡신호의 크기와 같도록 해 주어야 한다. 여기서, 크기와 위상이 같은 두 신호가 RSOA(300a)에서 제거되는 점을 감안할 때, 두 메인신호가 상호이득변조를 일으키지 않도록 두 메인신호의 크기를 서로 달리해줄 필요가 있다. 이것은 DFB LD(200a)에서 출력되는 비선형 왜곡신호의 크기를 RSOA(300a)내에 생성된 다른 광신호의 왜곡신호 크기와 같게 하는 과정에서, 즉 DFB LD(200a)의 바이어스 전류를 조절할 때, 메인신호의 크기 또한 RSOA(300a)내에 주입되는 다른 메인신호의 크기와 다르게 조절된다. 따라서 RSOA(300a)내에서 위상과 크기가 같은 두 비선형 왜곡신호는 제거되고 크기가 다른 두 메인신호만 남아 광선로로 송신되는 것이다. 즉 DFB LD(200a)의 출력신호 중 비선형 왜곡신호의 크기를 조절하기 위해 DFB LD(200a)에 인가되는 바이어스 전류를 달리 공급하는 과정에서 메인신호 또한 크기가 조절됨으로써 비선형 왜곡신호의 크기와 비슷해진다. 이에 따라 RSOA(300a)내에서 크기가 다른 두 메인신호가 공급되어 상호이득변조현상이 발생하지 않는다. The DFB LD 200a converts the RF signal S1 into an optical signal and transmits the converted RF signal S1 to the RSOA 300a. At this time, due to the nonlinear characteristics of the DFB LD 200a, a non-linear distortion signal such as a harmonic or IMD3 separate from the main signal is generated in the output signal of the DFB LD 200a. The magnitude of the nonlinear distortion signal among the output signals of the DFB LD 200a should be equal to the magnitude of the nonlinear distortion signal of the optical signal generated in the RSOA 300a according to the output signal of the phase converter 100a. Here, in consideration of the fact that two signals having the same magnitude and phase are removed from the RSOA 300a, it is necessary to vary the magnitudes of the two main signals so that the two main signals do not cause mutual gain modulation. This is the main signal in the process of making the magnitude of the nonlinear distortion signal output from the DFB LD 200a equal to the distortion signal size of another optical signal generated in the RSOA 300a, that is, when adjusting the bias current of the DFB LD 200a. The size of is also adjusted differently from the size of other main signals injected into the RSOA 300a. Therefore, in the RSOA 300a, two nonlinear distortion signals having the same phase and magnitude are removed, and only two main signals having different magnitudes are transmitted to the optical path. That is, the main signal is also scaled in the process of differently supplying the bias current applied to the DFB LD 200a in order to control the magnitude of the nonlinear distortion signal among the output signals of the DFB LD 200a, thereby becoming similar to the size of the nonlinear distortion signal. . Accordingly, two main signals having different sizes are supplied in the RSOA 300a so that mutual gain modulation does not occur.

한편, 레이져다이오드의 사용에 있어서, 일반적인 레이져 다이오드를 사용할 수 있으나 본 발명의 실시예에 따른 레이져다이오드로는 선형성이 좋고 동작 온도 범위가 넓으며 잡음 지수가 낮은 DFB 레이저 다이오드를 사용하는 것이 바람직할 것이다.Meanwhile, in the use of a laser diode, a general laser diode may be used. However, a laser diode according to an embodiment of the present invention may preferably use a DFB laser diode having a high linearity, a wide operating temperature range, and a low noise figure. .

RSOA(300a)는 반도체 광증폭기의 출력을 개선한 것으로써, 반도체 광증폭기의 입출력 단자에 AR코팅(Anti-Reflection Coating) 하여 입출력이 원할하게 될 수 있도록 하며, 반도체 광증폭기의 한 단면을 HR코팅(high Reflection Coating) 하여 빛이 밖으로 새지 않도록 만든 구조를 가진다. RSOA(300a)는 DFB LD(200a)에서 공급된 광신호와 위상변환기(100a)에서 공급되어 RSOA(300a)내에서 변환된 광신호를 공급받아 상호이득변조 현상을 이용해 비선형 왜곡신호가 제거된 메인신호만을 출력한다.RSOA (300a) is to improve the output of the semiconductor optical amplifier, the AR coating (Anti-Reflection Coating) to the input and output terminals of the semiconductor optical amplifier to make the input and output smooth, HR coating one side of the semiconductor optical amplifier It has a structure made so that light does not leak out by high reflection coating. The RSOA 300a receives the optical signal supplied from the DFB LD 200a and the optical signal supplied from the phase shifter 100a and converted in the RSOA 300a to remove the nonlinear distortion signal using a mutual gain modulation phenomenon. Output only the signal.

상기의 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치의 동작원리는 다음과 같다.The operation principle of the nonlinear distortion elimination apparatus for an optical transmitter according to the first embodiment of the present invention having the above structure is as follows.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신용 비선형 왜곡 제거장치의 구성도이고, 도 4는 DFB LD만을 이용하여 RoF링크로 신호를 전송하였을 때의 RF주파수 스펙트럼을 나타낸 예시도이고, 도 5는 DFB LD를 통해 RSOA내에 주입된 신호의 RF주파수 스펙트럼을 도시한 예시도이고, 도 6은 ROSA 출력신호의 RF주파수 스펙트럼을 도시한 예시도이다.3 is a configuration diagram of a non-linear distortion elimination apparatus for optical transmission according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an exemplary view showing an RF frequency spectrum when a signal is transmitted through a RoF link using only DFB LD. 5 is an exemplary diagram showing the RF frequency spectrum of the signal injected into the RSOA through the DFB LD, Figure 6 is an exemplary diagram showing the RF frequency spectrum of the ROSA output signal.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1실시예에 따른 비선형 왜곡 제거장치는, 입력단(800)에서 입력된 신호를 위상변환기(100a)와 DFB LD(200a)에 각각 공급하여 이를 거쳐 RSOA(300a)내에 생성된 제 2 신호(S2)와 제 4 신호(S4)를 상호이득변조시켜 비선형 왜곡신호가 제거된 제 5 신호(S5)를 광링크를 통해 외부로 송신한다. 3 to 6, as shown in FIG. 3, in the nonlinear distortion elimination apparatus according to the first exemplary embodiment of the present invention, a signal input from the input terminal 800 is converted into a phase shifter 100a and a DFB LD 200a. The second signal S2 and the fourth signal S4 generated in the RSOA 300a through each other, and the fifth signal S5 from which the nonlinear distortion signal is removed is externally transmitted through the optical link. Send to

도 4에 도시된 바와 같이 DFB LD(200a)는 1 GHz와 1.1 GHz의 제 1 신호(S1)를 DFB LD(200a)에 공급하면, DFB LD(200a)의 출력신호로써 결과적으로 생기지 말아야 할 IMD3 성분이 900 MHz와 1.2 GHz에 발생되고, 이때의 크기는 약 -55 dBm으 로 측정된다. 이를 제거하기 위해 선형화하고자 하는 빛, 즉 제 2 신호(S2)를 RSOA(300a)안으로 입력시켜 상호이득변조현상을 발생시킨다.As shown in FIG. 4, when the first signal S1 of 1 GHz and 1.1 GHz is supplied to the DFB LD 200a, the DFB LD 200a should not be generated as an output signal of the DFB LD 200a. The component occurs at 900 MHz and 1.2 GHz, with a magnitude of approximately -55 dBm. In order to eliminate this, light to be linearized, that is, a second signal S2 is input into the RSOA 300a to generate a mutual gain modulation phenomenon.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신용 비선형 왜곡 제거장치에서, 입력단(800)은 제 1 커플러(400a)에서 결합 된 제 1 신호(S1)를 제 2 커플러(400b)로 공급하고 이를 통해 분기된 제 1 신호(S1)는 위상변환기(100a)와 DFB LD(200a)에 각각 공급된다. 위상변환기(100a)는 도 5에 도시된 900MHz 와 1,2GHz의 비선형 왜곡신호, 즉 IMD3 신호와 위상이 같도록 제 1 신호를 위상변환시킨 제 3 신호(S3)를 RSOA(300a)의 전기단자에 인가함으로써 RSOA(300a)내에서 DFB LD(200a)를 거친 출력신호(S2)의 IMD3신호와 위상이 같은 제 4 신호(S4)가 생성되도록 한다. In the non-linear distortion elimination device for optical transmission according to the first embodiment of the present invention, the input terminal 800 supplies the first signal S1 coupled from the first coupler 400a to the second coupler 400b and branches through it. The first signal S1 is supplied to the phase shifter 100a and the DFB LD 200a, respectively. The phase shifter 100a uses the 900 MHz and 1,2 GHz nonlinear distortion signals shown in FIG. 5, that is, the third signal S3 having the phase shifted first signal to be in phase with the IMD3 signal, and the electrical terminal of the RSOA 300a. The fourth signal S4 having the same phase as the IMD3 signal of the output signal S2 passing through the DFB LD 200a is generated in the RSOA 300a.

한편, DFB LD(200a)에 공급된 제 1 신호(S1)는, DFB LD(200a)에 공급되는 바이어스 전류를 낮게 인가하여 메인신호인 f1과 f2를 클리핑(clipping) 시킴으로써 도 5에 도시된 바와 같이, 메인신호와 IMD3 성분이 비슷한 크기를 갖는 제 2 신호(S2)로 변환됨과 아울러 신호분배기(700)을 거쳐 RSOA(300a)에 공급된다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 RSOA(300a)는 위상변환기(100a)에서 공급되어 RSOA(300a)내에서 광변환된 제 4 신호(S4) 중 IMD3 신호와 DFB LD(200a)에서 공급된 제 2 신호(S2) 중 IMD3신호를 상호이득변조시킴으로써 IMD3 신호가 줄어든 제 5 신호(S5)를 생성한다. 이때, RSOA(300a)내에서 상호이득변조를 일으키는 중요한 제어 변수는 IMD3신호의 크기와 위상으로써, RSOA(300a)안에서 이 두 신호의 크기와 위상이 같으면 불필요한 IMD3 성분을 제거할 수 있게 된다. On the other hand, the first signal S1 supplied to the DFB LD 200a applies the bias current supplied to the DFB LD 200a to a low level, thereby clipping the main signals f 1 and f 2 as shown in FIG. 5. As described above, the main signal and the IMD3 component are converted into the second signal S2 having a similar magnitude and supplied to the RSOA 300a through the signal distributor 700. Therefore, as shown in FIG. 6, the RSOA 300a is supplied from the phase shifter 100a and the second signal supplied from the IMD3 signal and the DFB LD 200a among the fourth signals S4 photo-converted in the RSOA 300a. The fifth signal S5 having the reduced IMD3 signal is generated by mutually gain-modulating the IMD3 signal among the signals S2. At this time, an important control variable that causes mutual gain modulation in the RSOA 300a is the magnitude and phase of the IMD3 signal. If the magnitude and phase of the two signals are the same in the RSOA 300a, unnecessary IMD3 components can be removed.

한편, 위상과 크기를 최적화하면 최종 단에서 향상된 스펙트럼을 얻을 수 있다. 도 5 및 6에서 도시된 바와 같이 900 MHz와 1.2 GHz에서의 IMD3의 크기는 약 -65 dBm으로써 DFB LD(200a)만 사용하였을 경우와 비교하여 약 10 dB 의 CNR (Carrier-to-noise ratio) 향상을 가져옴을 알 수 있다. 기본 주파수 성분인 f1(1 GHz)와 f2(1.1 GHz) 성분들은 선형화 시스템을 적용하여도 크기 변화가 일어나지 않는다. 그 이유는 상호이득변조현상에 의한 크기 변화를 일으키기 위해서는 크기와 위상이 거의 일치해야 하지만, DFB LD(200a)의 인가 바이어스 전류를 10mA 정도로 아주 낮게 공급하여 메인신호(f1 ,f2)를 클리핑(clipping)시켜 RSOA(300a)에 인가시킴으로써, 위상변환기(100a)를 거쳐 RSOA(300a)에 직접 인가된 메인신호와의 상대적인 크기를 30 dB 이상으로 크게 할 수 있다. 따라서 기본 주파수들 간에는 XGM현상이 거의 발생되지 않는다. On the other hand, by optimizing the phase and magnitude, an improved spectrum can be obtained at the final stage. As shown in FIGS. 5 and 6, the size of IMD3 at 900 MHz and 1.2 GHz is about -65 dBm, and a carrier-to-noise ratio (CNR) of about 10 dB compared to the case where only the DFB LD 200a is used. It can be seen that the improvement. The fundamental frequency components f 1 (1 GHz) and f 2 (1.1 GHz) do not change in size even when the linearization system is applied. The reason is that the magnitude and phase should be almost identical in order to cause the magnitude change due to the mutual gain modulation phenomenon, but the main signal f 1 , f 2 is clipped by supplying the applied bias current of the DFB LD 200a very low, such as 10 mA. By clipping and applying to the RSOA 300a, the relative magnitude with the main signal applied directly to the RSOA 300a via the phase shifter 100a can be increased to 30 dB or more. Therefore, almost no XGM occurs between fundamental frequencies.

도 7은 RSOA 내에서의 신호와 그에 따른 출력신호를 나타낸 예시도이다.7 is an exemplary diagram illustrating a signal in an RSOA and an output signal according thereto.

도 7을 참조하면, DFB LD(200a)에 인가되는 바이어스 전류량을 조절함으로써, RSOA(300a)안으로 인가되는 제 2 신호(S2), 즉 메인신호(f1 ,f2)와 IMD3신호(2f1-f2,2f2-f1)의 크기를 조절함과 아울러, 위상변환기(100a)로 제 3 신호(S3)의 위상을 조절함으로써 결국 제 4 신호(S4)의 위상을 조절하게 된다. 이에 따라 RSOA(300a)내에서 크기와 위상이 같아진 두 IMD3신호가 상호이득변조현상으로 제거된다.Referring to FIG. 7, by adjusting the amount of bias current applied to the DFB LD 200a, the second signal S2 applied to the RSOA 300a, that is, the main signals f 1 and f 2 and the IMD3 signal 2f 1. In addition to adjusting the magnitude of -f 2 and 2f 2 -f 1 , the phase shifter 100a adjusts the phase of the third signal S3 to eventually adjust the phase of the fourth signal S4. Accordingly, two IMD3 signals having the same magnitude and phase in the RSOA 300a are eliminated by mutual gain modulation.

상술한 바와 같이 비선형 왜곡신호를 상호이득변조현상으로 없애기 위해서는 크기는 같고 위상 또한 같은 두 신호를 RSOA(300a)에 인가해야 한다. As described above, in order to eliminate the nonlinear distortion signal by the mutual gain modulation, two signals having the same magnitude and the same phase must be applied to the RSOA 300a.

도 8은 RSOA안에서 위상변화에 의한 IMD3 감소 원리를 도시한 예시도로서 위상과 크기가 같은 두 신호가 제거되는 원리를 설명한다.FIG. 8 is a diagram illustrating a principle of reducing IMD3 due to phase change in RSOA, and illustrates a principle in which two signals having the same phase and magnitude are removed.

도 8을 참조하면, DFB LD(200a)의 신호가 + high 상태로 입력되면(A), RSOA(300a)내의 캐리어 밀도 변화는 캐리어의 고갈로 인해 - high 상태(B)가 된다. 결과적으로 RSOA(300a)의 출력은 - high 상태로 될 것이고, 동시에 DFB LD(200a)에 인가시킨 것과 같은 + high 상태의 RF 신호를 RSOA(300a)의 전기 단자에 인가해 주면 RSOA내부에 캐리어를 공급해주는 역할(C)을 한다. 따라서 캐리어가 고갈된 상태에서 외부에서 캐리어를 공급해 주는 상태로 변화되었으므로 출력은 0 상태(D)로 된다. 즉 제어하고자 하는 IMD3의 크기가 0으로 된다. 이 상태를 잘 살펴보면 최종 출력을 0으로 만들기 위해서는 (A) 위상과 (C)의 위상이 같아야함을 알 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 DFB LD(200a)의 낮은 바이어스 조건 때문에 기본 주파수 성분 1GHz와 1.1GHz는 많은 감쇄가 발생하여 IMD3신호의 크기와 비슷함을 알 수 있다. 이런 주파수 성분들이 RSOA(300a)내부로 입력됨과 동시에 RSOA(300a)의 전기단자에 IMD3와 같은 주파수 성분이 입력된다. 결과적으로 RSOA(300a)내에서 발생하는 상호이득변조현상은 기본주파수 즉 메인신호에는 영향을 미치지않고 위상과 크기가 같은 두 IMD3신호는 제거하는 효과를 낸다. Referring to FIG. 8, when the signal of the DFB LD 200a is input in a high state (A), the carrier density change in the RSOA 300a becomes-high state B due to the exhaustion of the carrier. As a result, the output of the RSOA 300a will be at a high state. At the same time, if a high signal of RF signal is applied to the electrical terminal of the RSOA 300a, such as that applied to the DFB LD 200a, the carrier will be placed inside the RSOA. It plays a role of supply (C). Therefore, the output is changed to the state in which the carrier is supplied from the outside in the state in which the carrier is depleted, so that the output is in the state 0 (D). That is, the size of IMD3 to be controlled is zero. Looking closely at this state, it can be seen that the phase of (A) and (C) must be the same in order to bring the final output to zero. As shown in FIG. 5, due to the low bias condition of the DFB LD 200a, the fundamental frequency components 1 GHz and 1.1 GHz are attenuated a lot, which is similar to the magnitude of the IMD3 signal. These frequency components are input into the RSOA 300a and at the same time a frequency component such as IMD3 is input to the electrical terminal of the RSOA 300a. As a result, the mutual gain modulation in the RSOA 300a removes two IMD3 signals having the same phase and magnitude without affecting the fundamental frequency, that is, the main signal.

한편, 본 발명에 제 1 실시예는 입력단에서 공급된 RF신호가 위상변환기(100a)를 거쳐 RSOA(300a)에 인가되는 구성으로만 설명하고 있지만, 입력단에서 공급된 RF신호가 위상변환기를 거쳐 DFB LD(200a)에 인가돼 RSOA(300a)로 공급될 수 있다. 즉 위상변환기(100a)가 DFB LD(200a)의 전단에 위치하여 RF신호를 위상변환시켜 DFB LD로 공급할 수 있다. On the other hand, the first embodiment of the present invention is described in the configuration that the RF signal supplied from the input terminal is applied to the RSOA 300a via the phase shifter 100a, but the RF signal supplied from the input terminal passes through the phase shifter DFB. It may be applied to the LD 200a and supplied to the RSOA 300a. That is, the phase converter 100a may be positioned in front of the DFB LD 200a to phase-shift the RF signal and supply the RF signal to the DFB LD.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비선형 왜곡제거 장치의 각 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광송신용 비선형 왜곡 제거장치의 구성도이다.9 is a block diagram showing each configuration of a nonlinear distortion elimination apparatus according to a second embodiment of the present invention, Figure 10 is a block diagram of a non-linear distortion removal apparatus for optical transmission according to a second embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비선형 왜곡 제거장치는 위상변환기(100b)의 출력단이 DFB LD(200b)의 입력단과 연결되어 있다. 따라서 제 1 신호(S1)는 위상변환기(100b)를 거쳐 제 2 신호(S2)로 변환되어 DFB LD(200b)에 인가된다. 9 and 10, in the nonlinear distortion elimination apparatus according to the second embodiment of the present invention, an output terminal of the phase shifter 100b is connected to an input terminal of the DFB LD 200b. Therefore, the first signal S1 is converted into the second signal S2 via the phase converter 100b and applied to the DFB LD 200b.

또한, 제 2 커플러(400b)를 통해 분기된 또 다른 제 1 신호(S1)는 바로 RSOA(300b)의 전기단자에 인가되고 이에 따라 RSOA(300b)는 제 4 신호(S4)를 발생시키게 된다.In addition, another first signal S1 branched through the second coupler 400b is directly applied to the electrical terminal of the RSOA 300b, and thus the RSOA 300b generates the fourth signal S4.

한편, DFB LD(200b)는 위상이 변환된 제 2 신호를 가지고 바이어스 전류로 크기를 조절하여 제 3 신호(S3)를 생성시켜 RSOA(300b)로 주입한다. 따라서 위상과 크기가 제 4 신호(S4)의 IMD3 신호와 같도록 조절됨과 아울러, 제 3 신호(S3)의 IMD3신호가 RSOA(300b)로 주입되면서, 두 IMD3신호는 상호이득변조현상에 의해 제거되고 메인신호(f1,f2)는 출력되어 광링크를 통해 외부로 송신된다.On the other hand, the DFB LD 200b has a second signal whose phase is shifted, adjusts the magnitude to a bias current, generates a third signal S3, and injects the third signal S3 into the RSOA 300b. Therefore, while the phase and magnitude are adjusted to be the same as the IMD3 signal of the fourth signal S4, while the IMD3 signal of the third signal S3 is injected into the RSOA 300b, the two IMD3 signals are removed by the mutual gain modulation phenomenon. The main signals f 1 and f 2 are output and transmitted to the outside via the optical link.

한편, 본 발명에 제 2 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치의 RSOA(300b), DFB LD(200b), 및 위상변환기(100b)등 각 구성요소 간의 내부 신호처 리나 작동원리는 제 1 실시예에서 상술한 바와 같으므로 생략한다.On the other hand, the internal signal processing or operation principle between the components such as the RSOA (300b), DFB LD (200b), and the phase shifter (100b) of the non-linear distortion removal device for an optical transmitter according to the second embodiment of the present invention As described above in the embodiment is omitted.

도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거방법을 나타낸 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a method for removing nonlinear distortion for an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention.

도 11를 참조하면, 이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 비선형 왜곡 제거방법은 다음과 같다. Referring to FIG. 11, a nonlinear distortion removing method according to an embodiment of the present invention having such a configuration is as follows.

메인신호가 입력되고 크기와 위상이 같은 두 신호로 분기된다(S101).The main signal is input and branched into two signals having the same magnitude and phase (S101).

S101 단계에서, 커플러를 통해 크기와 위상이 같은 2개의 메인신호로 분기되어 DFB LD, 위상변환기, RSOA 중 적어도 하나에 공급된다. 여기서 메인신호는 DFB LD와 위상변환기에 각각 공급될 수 있으며, RSOA에는 위상변환기를 거친 신호가 인가된다. 또한 메인신호가 RSOA와 위상변환기에 각각 공급될 수 있는데, 이때 DFB LD에는 위상변환기를 거친 신호가 인가된다. 이는 시스템을 어떻게 구성할 것인가에 따라 각 구성요소들의 배치가 달라지게 되며 다양한 변형이 생길 수 있다. In step S101, the signal is branched into two main signals having the same magnitude and phase through a coupler and supplied to at least one of the DFB LD, the phase shifter, and the RSOA. Here, the main signal may be supplied to the DFB LD and the phase shifter, respectively, and a signal passed through the phase shifter is applied to the RSOA. In addition, the main signal may be supplied to the RSOA and the phase shifter, respectively. At this time, the signal passing through the phase shifter is applied to the DFB LD. The layout of each component varies depending on how the system is configured, and various variations can occur.

분기 된 메인신호간의 크기와 위상이 조정된다(S102).The magnitude and phase between the branched main signals are adjusted (S102).

S102 단계에서, DFB LD를 바이어스 전류량을 통해 메인신호의 크기를 조절하고 위상변환기를 통해 메인신호의 위상을 조절하여 RSOA에 인가한다. 이때 위상변환기를 통해 인가된 신호는 RSOA의 전기단자에 걸리고, 이에 따라 RSOA의 내부에 광신호가 발생하게 된다. In step S102, the DFB LD is applied to the RSOA by adjusting the magnitude of the main signal through the bias current amount and adjusting the phase of the main signal through the phase shifter. At this time, the signal applied through the phase shifter is applied to the electrical terminal of the RSOA, thereby generating an optical signal inside the RSOA.

RSOA내에서 XGM 현상이 유도된다(S103).XGM phenomenon is induced in the RSOA (S103).

S103 단계에서, RSOA내에 크기와 위상이 같은 비선형 왜곡신호를 포함한 두 광신호 즉 DFB LD를 통해 인가된 광신호와 RSOA내에서 생성된 다른 광신호 사이에 XGM을 일으켜 비선형 왜곡신호가 제거된다.In step S103, the nonlinear distortion signal is removed by generating an XGM between two optical signals including nonlinear distortion signals having the same magnitude and phase in the RSOA, that is, the optical signals applied through the DFB LD and the other optical signals generated in the RSOA.

마지막으로 RSOA의 출력신호를 송신한다(S104).Finally, the output signal of the RSOA is transmitted (S104).

S104 단계에서, 비선형 왜곡신호가 제거된 RSOA의 출력신호는 광링크를 통해 외부로 송신된다.In step S104, the output signal of the RSOA from which the nonlinear distortion signal has been removed is transmitted to the outside via the optical link.

한편, 본 발명에 따른 실시예에서는 비선형 왜곡 신호의 제거에 있어서 비선형 왜곡신호 중 IMD3 신호를 대표적으로 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 하모닉 왜곡성분 또는 고차 상호변조 왜곡 성분 등의 다른 비선형 왜곡신호에도 적용될 수 있을 것이다. On the other hand, in the embodiment according to the present invention, the IMD3 signal of the non-linear distortion signal in the removal of the non-linear distortion signal is representatively described, but is not limited thereto, but also for other non-linear distortion signals such as harmonic distortion components or higher order intermodulation distortion components. Could be applied.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법은, ROSA의 상호이득변조 현상을 이용하여 다수의 무선 RF신호를 동시 변조하여 전송할 때 발생하는, 레이져다이오드의 비선형성분에 의한 3차 IMD신호 및 다른 비선형신호를 제거함으로써, 비선형성에 의한 RoF시스템의 성능 감소영향을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the non-linear distortion elimination apparatus and the removal method for an optical transmitter according to an embodiment of the present invention, which occurs when a plurality of wireless RF signals are simultaneously modulated and transmitted using a mutual gain modulation phenomenon of the ROSA, a laser diode By removing the 3rd order IMD signal and other nonlinear signals caused by the nonlinear components of, the effect of reducing the performance of the RoF system due to the nonlinearity can be minimized.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법은, 비선형 왜곡 제거장치를 위한 최소한의 전기소자를 사용함으로써 전기소자들이 갖는 비선형특성을 최대한 줄일 수 있으며, 기존의 전기적인 시스템에서, 왜곡신호제어를 위해 메인신호를 커플링, 정합, 이득조정 및 위상전환 과정 시에 발생할 수 있는 또 다른 왜곡신호를 제거할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the nonlinear distortion elimination device and the removal method for an optical transmitter according to an embodiment of the present invention, by using a minimum of the electronic device for the nonlinear distortion removal device can reduce the nonlinear characteristics of the electrical device as much as possible, In the system, it is possible to remove another distortion signal which may occur during coupling, matching, gain adjustment, and phase shifting process for the main signal for distortion signal control.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법은, 무선광송신기에서 발생하는 비선형 왜곡을 제어하는 방법에 있어서 전기적인 방법에서 벗어나 광학적인 방법으로 구현함으로써 종래의 시스템보다 단순한 구조를 갖는 효과를 제공한다.In addition, the non-linear distortion removing device and method for removing the optical transmitter according to an embodiment of the present invention, in the method of controlling the non-linear distortion generated in the wireless optical transmitter, by implementing the optical method away from the electrical method than the conventional system It provides an effect with a simple structure.

마지막으로, 본 발명의 실시예에 따른 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치 및 제거방법은, 광대역 신호 적용에도 사용될 수 있으므로 기존의 시스템에서 주로 사용된 전기소자 등에 의해 제한된 변조 주파수 범위를 극복할 수 있는 효과를 제공한다.Finally, the nonlinear distortion elimination device and method for optical transmitter according to an embodiment of the present invention can be used for wideband signal application, so that it is possible to overcome the modulation frequency range limited by the electric elements mainly used in the existing system. To provide.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications and modifications belong to the scope of the claims You will have to look.

Claims (18)

제 1 신호의 진폭을 조정하여 제 2 신호를 생성하기 위한 레이져다이오드;A laser diode for adjusting the amplitude of the first signal to produce a second signal; 상기 제 1 신호의 위상을 변환시켜 제 3 신호를 생성하기 위한 위상변환기;A phase shifter for converting the phase of the first signal to generate a third signal; 상기 제 3 신호를 입력받아 제 4 신호를 생성하며, 상기 제 2 신호를 입력받아 상기 제 4 신호와 상호이득변조시켜 제 5 신호를 생성하는 반도체 광증폭기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And a semiconductor optical amplifier configured to receive the third signal and generate a fourth signal, and receive the second signal and mutually gain-modulate the fourth signal to generate a fifth signal. Nonlinear Distortion Eliminator. 제 1 항에 있어서, 상기 레이져다이오드는, The method of claim 1, wherein the laser diode, 입력되는 바이어스 전류량에 따라 신호의 크기가 조절되는 상기 제 2 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And generating the second signal whose magnitude is adjusted according to the amount of bias current input. 제 2 항에 있어서, 상기 레이져다이오드는, The method of claim 2, wherein the laser diode, 상기 제 2 신호에 포함된 비선형 왜곡신호의 크기를 상기 제 4 신호에 포함되는 비선형 왜곡신호의 크기와 같도록 하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And a nonlinear distortion signal included in the second signal equal to the size of a nonlinear distortion signal included in the fourth signal. 제 1 항에 있어서, 상기 위상변환기는,The method of claim 1, wherein the phase shifter, 상기 제 4 신호에 포함되는 비선형 왜곡신호의 위상을 상기 제 2 신호에 포함된 비선형 왜곡신호의 위상과 같도록 조정하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And adjusting the phase of the non-linear distortion signal included in the fourth signal to be the same as the phase of the non-linear distortion signal included in the second signal. 제 1 신호의 위상을 변환하여 제 2 신호를 생성하기 위한 위상변환기;A phase shifter for transforming the phase of the first signal to generate a second signal; 상기 제 2 신호의 진폭을 조정하여 제 3 신호를 생성하기 위한 레이져다이오드;A laser diode for generating a third signal by adjusting an amplitude of the second signal; 상기 제 1 신호를 입력받아 제 4 신호를 생성하며, 상기 제 3 신호를 입력받아 상기 제 4 신호와 상호이득변조시켜 제 5 신호를 생성하는 반도체 광증폭기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And a semiconductor optical amplifier configured to receive the first signal to generate a fourth signal, and to receive the third signal and to mutually gain-modulate the fourth signal to generate a fifth signal. Nonlinear Distortion Eliminator. 제 5 항에 있어서, 상기 레이져다이오드는, The method of claim 5, wherein the laser diode, 입력 바이어스 전류량에 따라 신호의 크기가 조절되는 상기 제 3 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And generating the third signal whose magnitude is adjusted according to the amount of input bias current. 제 6 항에 있어서, 상기 레이져다이오드는, The method of claim 6, wherein the laser diode, 상기 제 3 신호에 포함된 비선형 왜곡신호의 크기를 상기 제 4 신호에 포함되는 비선형 왜곡신호의 크기와 같도록 조절하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And adjusting the size of the nonlinear distortion signal included in the third signal to be equal to the size of the nonlinear distortion signal included in the fourth signal. 제 5 항에 있어서, 상기 위상변환기는,The method of claim 5, wherein the phase shifter, 상기 제 3 신호에 포함된 비선형 왜곡신호와 상기 제 4 신호에 포함된 비선 형 왜곡신호의 위상과 같도록 조절하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And a non-linear distortion signal included in the third signal and a non-linear distortion signal included in the fourth signal. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체 광증폭기는,The semiconductor optical amplifier according to any one of claims 1 to 8, wherein 반사형 반도체 광증폭기인 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.A non-linear distortion elimination device for an optical transmitter, characterized by a reflective semiconductor optical amplifier. 제 1 항에 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이져다이오드는,The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the laser diode, 분산 피드백 레이져 다이오드인 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.A non-linear distortion elimination device for an optical transmitter, characterized in that the distributed feedback laser diode. 제 1 항에 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 입력단을 더 구비하며,It further has an input stage, 상기 입력단에서 입력된 RF신호를 같은 크기와 위상을 가진 두 개의 상기 제 1 신호로 분기하여 상기 위상변환기, 상기 레이져다이오드, 상기 반도체 광증폭기 중 적어도 하나의 장치에 공급하기 위한 커플러를 구비하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And a coupler for branching the RF signal input from the input terminal into two first signals having the same magnitude and phase and supplying the RF signal to at least one of the phase shifter, the laser diode, and the semiconductor optical amplifier. Nonlinear distortion elimination device for optical transmitter. 제 1 항에 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 반도체 광증폭기와 레이져다이오드 사이에 위치하여 신호를 분배하는 신호분배기를 더 구비하며,A signal splitter is disposed between the semiconductor optical amplifier and the laser diode to distribute the signal. 상기 신호분배기는 상기 레이져다이오드에서 출력된 신호를 상기 반도체 광증폭기로 공급하고, 상기 반도체 광증폭기에서 출력된 신호를 광링크를 통해 외부로 공급하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거장치.And the signal splitter supplies the signal output from the laser diode to the semiconductor optical amplifier, and supplies the signal output from the semiconductor optical amplifier to the outside through an optical link. 메인신호가 입력되어 분기되는 제 1단계;A first step in which a main signal is input and branched; 분기 된 메인신호 간의 크기와 위상이 조정되는 제 2 단계;A second step of adjusting magnitude and phase between the branched main signals; 반도체 광증폭기 내에서 상호이득변조현상이 유도되는 제 3 단계;A third step of inducing mutual gain modulation in a semiconductor optical amplifier; 반도체 광증폭기의 출력신호를 송신하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거방법.And a fourth step of transmitting an output signal of the semiconductor optical amplifier. 제 13 항에 있어서, 제 1 단계는,The method of claim 13, wherein the first step is 반도체 광증폭기, 레이져다이오드, 위상변환기 중 적어도 하나에 메인신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거방법.A nonlinear distortion elimination method for an optical transmitter, characterized in that a main signal is supplied to at least one of a semiconductor optical amplifier, a laser diode, and a phase shifter. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,The method of claim 13, wherein the second step, 상기 레이져다이오드에 인가되는 바이어스 전류량에 따라 입력된 상기 메인신호의 크기를 조절하여 제 1 광신호로 변환하는 제 1 부단계; A first substep of adjusting the magnitude of the input main signal according to an amount of bias current applied to the laser diode and converting the input main signal into a first optical signal; 상기 위상변환기에 의해 상기 메인신호의 위상이 변환되어 상기 반도체 광증폭기에 인가되는 제 2 부단계;A second substep of converting a phase of the main signal by the phase converter and applying the same to the semiconductor optical amplifier; 위상변환기에서 공급된 신호에 따라 반도체 광증폭기 내에서 제 2 광신호를 생성하는 제 3 부단계;A third substep of generating a second optical signal in the semiconductor optical amplifier according to the signal supplied from the phase converter; 상기 레이져다이오드에서 공급된 상기 제 1 광신호가 상기 반도체 광증폭기에 주입되는 제 4 부 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거방법.And a fourth sub-step of injecting the first optical signal supplied from the laser diode into the semiconductor optical amplifier. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,The method of claim 13, wherein the second step, 상기 위상변환기에 의해 상기 메인신호의 위상이 변환되어 상기 레이져다이오드에 인가되는 제 1부단계;A first substep of converting a phase of the main signal by the phase converter and applying the same to the laser diode; 상기 레이져다이오드의 바이어스 전류량에 의해 상기 위상변환기로부터 공급된 신호의 크기가 조절되어 제 1 광신호로 변환되는 제 2 부단계; A second sub-step of controlling the magnitude of the signal supplied from the phase shifter by the bias current of the laser diode and converting the signal into a first optical signal; 공급된 메인신호에 따라 반도체 광증폭기 내에서 제 2 광신호를 생성하는 제 3 부단계;A third substep of generating a second optical signal in the semiconductor optical amplifier according to the supplied main signal; 상기 레이져다이오드에서 공급된 상기 제 1 광신호가 상기 반도체 광증폭기에 주입되는 제 4 부 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거방법.And a fourth sub-step of injecting the first optical signal supplied from the laser diode into the semiconductor optical amplifier. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 광신호는,The method of claim 15 or 16, wherein the first and second optical signals, 메인신호와는 별도의 비선형 왜곡신호를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 광신호의 비선형 왜곡신호들 간의 위상과 크기는 같고 메인신호들 간의 크기는 다르게 하여 상기 반도체 광증폭기 내부로 입력되는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거방법.It includes a non-linear distortion signal separate from the main signal, the phase and the magnitude between the non-linear distortion signals of the first and second optical signal is the same and the magnitude between the main signal is input into the semiconductor optical amplifier. Nonlinear distortion elimination method for optical transmitter. 제 17 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,The method of claim 17, wherein the third step, 상기 반도체 광증폭기 내에서 두 광신호의 상호이득변조현상을 유도하여 크기와 위상이 같은 두 비선형 왜곡신호는 제거되고, 크기가 다른 두 메인신호는 제거되지 않고 출력되는 것을 특징으로 하는 광송신기용 비선형 왜곡 제거방법.Non-linear distortion signals having the same magnitude and phase are removed by inducing mutual gain modulation of the two optical signals in the semiconductor optical amplifier, and two main signals having different magnitudes are output without being removed. How to remove the distortion.
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